矿山地表及岩层移动观测 为了保护井巷、建筑物、水体、铁路等免受开采的有害影响，合理提高煤炭资源回收率，并为留设保护煤柱提供技术资料，新建矿井应开展地表及岩层的移动观测工作。 地表及岩层的移动观测工作设置的各种观测站必须编写岩移观测方案，并报请集团公司地质勘测处审批。观测站设计由文字说明和图纸两部分组成。文字部分包括观测站设计书。图纸包括井上、下对照图（包括观测线和观测点的位置）、观测线剖面图（包括观测线长度的确定）、岩层柱状图、观测点的构造图等。 矿区设置观测站时应统一规划，并选择在有代表性的地方设置。地表移动观测站位置的选择，应遵循由简单到复杂的原则，初次建立地表移动观测站的位置应满足：煤层走向、倾角及厚度均稳定，地势平坦，无大断层，单煤层开采，四周无采空区。 地表移动观测站一般可设走向观测线和倾斜观测线各 一条，设在移动盆地的主断面位置。如回采工作面的走向长度大于1.4H0+50m（式中H0为平均开采深度），亦可设置两条倾斜观测线，但至少应相距50m，并且应距开切眼或停采线0.7H以上。 观测点间距离应根据开采深度按下表21确定。
表21 矿山企业应根据矿区地面控制网，按5″级导线（网） 精度要求建立岩移观测控制网。各控制点和观测点的高程测量应组成水准网，按三等水准测量的要求进行观测。 控制点和观测点的设置应符合下列要求： （一）埋设的控制点和观测点必须用全站仪按设计标定，并应尽可能使观测点中心位于控制点连线的方向上； （二）在非冻土地区，测点的埋设深度应不小于0．6m。在冻土地区，测点的底面一般应在冻结线0.5m以下。测点可采用浇注式或混凝土预制件； （三）当地表至冻结线下0.5m内有含水层时，一般应采用钢管式测点； （四）埋设的测点应便于观测和保存。如预计地表下沉后测点可能被水淹没，则点的结构应便于加高； （五）在一般情况下，倾斜观测线上观测点编号应自下山向上山方向顺序增加，走向观测线上观测点编号应按工作面推进方向顺序增加。 在观测站各点埋设10-15天后，即可进行观测。首先应
沉降监测作业指导书 1 目的和适用范围及标准 测定建筑场地沉降、基坑回弹、地基土分层沉降以及基础和上部结构沉降。操作方法执行标准《工程测量规范》（GB50026-2007）、《建筑变形测量规范》（JGJ 8-2007）。 2 仪器设备 水准仪全站仪 3 沉降控制点布设 特级沉降观测的高程基准点数不应少于4个；其他级别沉降观测的高程基准点数不应少于3个。高程工作基点可根据需要设置。基准点和工作基点应形成闭合环或形成由附合路线构成的结点网。 高程基准点和工作基点位置的选择应符合下列规定： 1）高程基准点和工作基点应避开交通干道主路、地下管线、仓库堆栈、水源地、河岸、松软填土、滑坡地段、机器振动区以及其他可能使标石、标志易遭腐蚀和破坏的地方； 2）高程基准点应选设在变形影响范围以外且稳定、易于长期保存的地方。在建筑区内，其点位与邻近建筑的距离应大于建筑基础最大宽度的2倍，其标石埋深应大于邻近建筑基础的深度。高程基准点也可选择在基础深且稳定的建筑上； 3）高程基准点、工作基点之间宜便于进行水准测量。当使用电磁波测距三角高程测量方法进行观测时，宜使各点周围的地形条件一致。当使用静力水准测量方法进行沉降观测时，用于联测观测点的
工作基点宜与沉降观测点设在同一高程面上，偏差不应超过±1cm。当不能满足这一要求时，应设置上下高程不同但位置垂直对应的辅助点传递高程。 沉降监测点的布设应位于建（构）筑物体上。高程基准点和工作基点标石、标志的选型及埋设应符合有关规范规定。 4 沉降观测 沉降观测分为：定期对高程控制网进行复测以确定控制网的稳定性，同时对沉降观测标进行观测。 基准点应设置在变形区域以外、位置稳定、易于长期保存的地方，并应定期复测。复测周期应视基准点所在位置的稳定情况确定，在建筑施工过程中宜1～2月复测一次，点位稳定后宜每季度或每半年复测一次。当观测点变形测量成果出现异常，或当测区受到地震、洪水、爆破等外界因素影响时，应及时进行复测，并按《建筑变形测量规范JGJ 8-2007》规定对其稳定性进行分析。 有工作基点时，每期变形观测时均应将其与基准点进行联测，然后再对观测点进行观测。 沉降观测标的精度、观测仪器、观测方式均应达到相应等级的水准测量规范要求，沉降观测标必须位于水准观测线路中，不得使用碎步点方式对沉降观测标进行测量。 5 观测周期 按照《工程测量规范GB50026-2007》、《建筑变形测量规范JGJ 8-2007》中的技术要求，确定相应等级的观测周期。
地表移动观测站设计作业 一、设站目的： 某矿6200工作面西部、西南部有后鲍店村、中鲍店村。为研究地下开采对村庄的影响及地表移动变形规律和参数，拟在该矿6200工作面设置地表移动观测站，进行地表移动观测，通过观测获得地表移动动态参数和角值参数，同时，监测地下开采对建筑物的影响。 二、设站地区地质采矿概况： 6200工作面位于六采区东北部，是该采区设计开采2层煤的第一个工作面，北部、东部分别为3煤的一采区1308、1310、1312采空区和二采区2310、2311、2312采空区及未开采区域，南部、西部尚未开采。6200工作面基本沿走向布置，为刀把型，倾向长为623～820m，走向宽为46～129m，煤层厚度0.70～1.33 m，平均 1.10m，煤层倾角4～19/6°，第四系平均厚度196.16m。工作面标高为-233～-303m。2煤与下伏3煤的层间距一般为21m。 6200工作面上方地表地势平坦，标高为43m左右，冻土深度 0.4m。 三、地表移动参数：
根据现场实测，求得本区域实测地表移动参数为： 走向移动角δ=750，上山移动角γ=750，下山移动角β=750-0.6α，表土移动角φ=450，充分采动角ψ1=ψ2=ψ3=550，最下沉角θ=900-0.5α 平均采深 H=0.5（-233-303）=-268m，煤层平均倾角α
四、地表移动观测线位置、长度确定： 采空区走向长度超过1.2~1.40H （0H 为平均采深），地表走向方向达到充分采动；倾向方向小于1.2~1.40H ，地表倾向方向为非充分采动。 1、走向观测线位置确定： 由于倾向充分采动，走向观测线由最大下沉角θ=900-0.5α或充分采动角ψ1=ψ2=550确定 2、全走向观测线长度确定： m 439)cot()2(H cot 2AB 0=+?--+=l h h δδ? l 为走向工作面长度，m 3、倾向观测线位置确定： 由于走向非充分采动，倾斜主断面位于采空区中央 4、半倾向观测线长度确定： 384cos 2 L )cot(h cot h CD 1=+ ?--+=αββ?）（H 五、确定观测点间距、测点编号： 根据国内对开采沉陷的大量研究，一般根据开采深度确定观测点密度，该矿区平均采深在200~300m ，所以观测点间距为20m 。
一第26卷增刊1一2017年6月中一国一矿一业C H I N A M I N I N G M A G A Z I N E 一V o l .26,S u p p l J u n .一2017 急倾斜煤层水平分层开采引发的 地表变形监测技术研究 郝文杰1, 2,魏一洁3,任一涛1,史彦新1,2(1.中国地质调查局水文地质环境地质调查中心,河北保定071051;2.国土资源部地质环境监测 技术重点实验室,河北保定071051;3.甘肃省地质环境监测院,甘肃兰州730050 )一一摘一要:西北地区厚黄土覆盖层急倾斜煤层开采引发的地表沉陷二 地裂缝等地质灾害具有独特的发育特征,需要具有针对性的监测指标和方法,从而获取监测体的演变模式,本文选择甘肃省窑街三矿采煤引发的地表沉陷典型区域作为研究试验区,通过总结采煤工艺及地质条件差异引起的地表沉陷特征,结合采用传统测量技术与现代实时监测技术,实施了针对急倾斜煤层开采引发的厚黄土层变形监测工作,选取地表埋设G P S 监测桩定期监测和安装拉绳变形监测仪实时采集数据的方法, 实时监测塌陷区典型变形点的三维变形情况,并通过数据分析对垂向沉降和水平位移进行了对比,进一步对稳定区进行了划分三该研究为开展类似条件下的监测和研究工作积累了经验三 一一关键词:急倾斜煤层;地表沉陷;G P S ;动态监测;一一中图分类号:T D 325一一文献标识码:A一一文章编号:1004-4051(2017)S 1-0378-04S t u d y o n s u r f a c e d e f o r m a t i o nm o n i t o r i n g t e c h n o l o g y o f c a v i n g s t e e p -i n c l i n e d c o a l s e a m w i t hh o r i z o n t a l l y g r o u p e d t o p -c o a l d r a w i n g m i n i n g m e t h o d HA O W e n j i e 1,2,W E I J i e 3,R E N T a o 1,S H IY a n x i n 1, 2(1.C e n t e rF o rH y d r o g e o l o g y a n dE n v i r o n m e n t a lG e o l o g y ,C h i n aG e o l o g i c a l S u r v e y ,B a o d i n g 071051,C h i n a ;2.K e y L a b o r a t o r y o fG e o l o g i c a l E n v i r o n m e n tM o n i t o r i n g T e c h n o l o g y ,M i n i s t r y o fL a n da n dR e s o u r c e ,B a o d i n g 071051,C h i n a ;3.G e o -E n v i r o n m e n tM o n i t o r i n g I n s t i t u t e o fG a n s uP r o v i n c e ,L a n z h o u730050,C h i n a )一一A b s t r a c t :S t u d y s u r f a c es u b s i d e n c ea n d g r o u n df i s s u r em o n i t o r i n g t e c h n o l o g y c a u s eb y c a v i n g s t e e p -i n c l i n e d c o a l s e a mi nn o r t h w e s t a r e a o f C h i n a .A i m i n g a t t y p i c a l r e g i o n a l o f s u r f a c e s u b s i d e n c e i nY a o j i e c o a l m i n e o f L a n z h o u c i t y ;S u m m a r i z e t h e c h a r a c t e r i s t i c s o fm i n i n g t e c h n o l o g y a n d g e o l o g i c a l c o n d i t i o n s ,R e s e a r c h t h i c k l o e s s d e f o r m a t i o nm o n i t o r i n g t e c h n o l o g y ;U s e dG P S a n d d i s p l a c e m e n tm e t e rm e t h o dw h i c h r e a l i z e r e a l -t i m e d a t a a c q u i s i t i o n a n d o n -l i n em o n i t o r i n g o f g e o l o g i c a l d i s a s t e r s i n t h e t h r e e -d i m e n s i o n a l s p a c e .T h i s p a p e r i n t r o d u c e s t h ed e f o r m a t i o n m o n i t o r i n g p r o g r a m a n da n a l y s i so ft e s tr e s u l t s ,p r o v i d ee x p e r i e n c ef o rt h e r e s e a r c hw h i c h i s i n t h e s i m i l a r c o n d i t i o n .一一K e y w o r d s :s t e e p c o a l s e a m ;s u r f a c e s u b s i d e n c e ;G P S ;d y n a m i cm o n i t o r i n g 收稿日期:2017-03-05一一责任编辑:宋菲 基金项目:国土资源部公益性行业科研专项项目资助(编号: 201511056);国家自然科学基金青年基金项目资助(编号:41402322)第一作者简介:郝文杰(1984-),男,内蒙古赤峰人,工程师,主要从事矿山地质环境监测技术研发与方法研究工作,E -m a i l :h a o w e n j i e l o v e @163.c o m 三一一我国宁夏二 陕西和甘肃省等西部地区,巨厚黄土层覆盖地区占矿井开采面积的60%以上, 这些地区的煤炭开采所引起的地表沉陷及采动损害问题日益突出[1],不但使矿区建筑物受损,而且造成植被破坏二水土流失二山体滑坡二农田损毁等地质环境问题,严重制约了矿区可持续发展[ 2]三为最大限度地解放 三下 压煤,提高资源回收率,保护地表村庄 建筑物,国内外很多学者进行了大量的地表移动观 测研究三在欧洲,F e r r i e r 等人利用光谱成像技术对西班牙最大的铜矿区R o d a q u i l a r 进行长期跟踪,分析了由于铜矿的过度开采所造成地面沉降问题的发展 趋势[3]三M u l a r z 利用L a n d s a t T M 和S P O T -5卫星万方数据
旬邑县宋家沟煤矿 xunyixiansongjiagoumeikuang 2026综采工作面地表移动观测站 设计方案 编制单位：地测科 编制日期： 2013.06.01
前言 为了获得2026综采工作面最可靠的地表移动参数，掌握该工作面地质采矿条件下的地表移动规律，我矿决定建立2026综采工作面地表移动观测站，进行该工作面地表移动的观测和研究工作。 2026工作面地表移动观测与研究的主要内容： 1、掌握地质采矿条件与地表移动的变形关系； 2、获得综采条件下地表移动与变形的分布规律； 通过对2026工作面地表移动观测站的研究，为我矿保护煤柱的留设和实现煤矿安全生产等提供科学依据，并进一步探求地表移动规律，丰富和发展我矿采煤技术。
2026综采工作面地表移动 观测站设计方案 一、2026工作面地质采矿条件 2026工作面走向长度为1110米，倾向宽150米，面积约16.65万㎡，平均采深为227米，工作面平均倾角12°，该工作面4-2煤层厚度在2.4-3.0米之间，平均2.7米，采用走向长壁垮落采煤法，综合机械化采煤。本工作面掘进水文地质条件简单，顶底板均为泥岩、粉砂岩，隔水性能好；该工作面老顶为粉砂岩或砾岩，厚度为5.75-75米，该层非常坚硬；直接顶为泥岩、砂质泥岩厚度为1.46-6.67米，直接底为细砂岩、砂质泥岩，岩性变化不大，厚度约2.47米，具有膨胀性，上部松散层厚度约为145米。 二、地表移动观测站的设计 1、观测站设计原则 为了能够获得准确、可靠、有代表性的观测资料，在观测站设计中应遵循以下原则： （1）观测线应设在地表移动盆地的主剖面上； （2）观测线在观测期间不受临近开采的影响； （3）观测线的长度要大于地表移动盆地的范围； （4）根据开采深度和设站目的，观测线上的测点应有一定的密度； （5）观测站的控制点要设在移动盆地范围以外，埋设要牢固。 2、角量参数的选定 由于该观测站为我矿第一个观测站，角度参数的选定只能参照我矿采矿条
11042地表移动观测站设计方案
六盘水恒鼎实业有限公司 盘县石桥镇喜乐庆煤矿 地表移动观测站设计方案2015年1月20日
11042采面地表移动观测站设计方案 前言 为了获得我矿采煤工作面最可靠的地表移动参数，掌握我矿地质采矿条件下的地表移动规律，我矿决定建立11042采面地表移动观测站，进行该工作面地表移动的观测和研究工作。 11042采面地表移动观测与研究的主要内容： (1)掌握地质采矿条件与地表移动与变形的关系； (2)获得厚松散层、炮采条件下地表移动与变形的分布规律； (3)确定采面地质采矿条件下的角量参数、动态参数和预计参数。 通过对采面地表移动观测站的研究，为我矿保护煤柱留设、征地、迁村和实现煤矿安全生产等提供科学依据，并进一步探求厚松散层条件下的地表移动规律，丰富和发展我国“三下”采煤技术。 一、11042采工作面地质采矿条件 4#煤层位于龙潭组上部，上距飞仙关组（T1f）底界平均12.09m。11042采工作面倾向平均长87m，走向长222m，面积约19314m2，平均煤厚为m=2m，平均倾角14o，工作面标高为+1531m～+1541m，该工作面相对范围内地面标高为+1625m～+1655m,其最大开采深度为114m,最小开采深度为94m。上部松散层厚度为h=70m且该工作面上方无农田、建筑物等。 二、地表移动观测站的设计 1、观测站设计原则
为了能够获得准确、可靠、有代表性的观测资料，在观测站设计中，应遵循以下原则： （1）观测线应设在地表移动盆地的主断面上； （2）观测线在观测期间不受邻近开采的影响； （3）观测线的长度要大于地表移动盆地的范围； （4）根据开采深度和设站目的，观测线上的测点应有一定的密度； （5）观测站的控制点要设在移动盆地范围以外，埋设要牢固。若在冻土地区，控制点底面应在冻土线0.5m 以下。 2、角量参数的选定 角量参数的选定只能参照网上相似地质采矿条件矿区地表移动观测站成果资料。 网上相似地质采矿条件矿区的角度参数为： ，040=?αβ*8.0~750＝ 000075~7075~70==δγ， 网上地表移动规律研究报告中经验公式可得: 0000 005.49.585.46.257.508.71±=±-H h H m －＝＝综综γδ 0000 009.15.589.132.02.247 .555.73±=±--αβH h H m －＝综 其中 ?——松散层移动角； γ、β——上、下山移动角； δ——走向移动角； α——煤层倾角；
西石门铁矿 地表塌陷、断裂变形的观察办法（试行） 根据国家地质灾害防治条例的相关条例和局、矿的有关规定，以及结合我矿长期的观测经验。对我矿开采范围内各大采区因采矿出现的采空塌陷区和裂隙变形情况与马河沉降变形情况和尾矿库的监测情况。我矿地测科特制定了相关检测方法及观测结果整理的办法，以顺利有效地把灾害检测工作做好。能够准确地把观测结果上报有关部门以便采取积极有效措施，以防发生重大的灾害事件。 一、观测要求： 1、仪器：全占仪，精度±2″，钢尺。 2、观测时间：以长期固定检测与定期巡查和汛期强化检测相结合的方式进行。长期固定检测一般为每月两次，雨后加测，雨季加密为每周一次；定期巡查一般为每月进行一次。 3、观测点的设置：沉降观测点要布置在能反映沉降特征且方便观测的位置，一般采用条带型和十字型观测网，布置观测点使用钢钉和混凝土埋桩的方法。 4、沉降观测的五定：点位要稳定；所用仪器、设备要稳定；观测人员要稳定；观测时环境条件要基本一致；观测方法、路线要固定。 5、沉降观测成果的整理：作好原始记录，检查原始记录是否正确，精度是否合格，计算出变化值。然后填入沉降观测表中，绘制出沉降与时间的曲线图。
6、沉降结果的上报：要定期将观测结果上报有关部门，如出现较大的变化时应及时上报，以便及时采取措施，防止出现重大灾害事件。 二、观测位置： 1、北采区：在北大坑南布置一条近东西向的观测线，10余个观测点；间距10-20；观测点采用混凝土现场浇注设桩。每年一季度末对塌陷区的面积、深度和断裂变形的范围进行观测。变形观测线一般情况下每三个月观测一次，每月巡查一次，在雨季或地表巡查发现变化变化较大时可随时加密观测次数。 2、中采区：在塌陷坑东侧布置布置一条近东西向的观测线，10余个观测点，观测方法与北采区相同。 3、南采区：南区塌陷坑已基本用废石充填完毕，没法设置观测点，但在一些地段也存在着裂隙变形和小面积的塌陷。变形观测线一般情况下每三个月观测一次，每月巡查一次，在雨季或地表巡查发现变化变化较大时可随时加密观测次数。 4、马河沉降区：在马河的沉降变形部位，位于马河河床内及马河北岸，对我矿安全生产构成极大地危险，为指导安全渡讯和治理维护的需要，在该部位布置三条主观测线及三条辅助观测线及散点；观测点的间距为10-20米；观测点采用在混凝土面上击注钢钉和埋设混凝土桩等方法。观测时间：汛期（7～8月）每10天观测一次，汛期后的两个月（9～10）每20天一次观测一次。其他月份每30天观测一次。在马河的两岸设置径流水位标志，为有关部门提供观测的数据。 5、尾矿库的观测：沿坝体轴线方向上布置一纵一横观测线，一纵：从底部堆石坝至沙棘林带的下沿，设5个观察点。一横：在411米坝面公
皖北煤电集团有限责任公司 五沟煤矿1013工作面地表移动观测站设计 安徽理工大学 五沟煤矿 2008年4月
前言 为了获得五沟煤矿1013工作面最可靠的地表移动参数，掌握该地质采矿条件下的地表移动规律，皖北煤电集团有限责任公司五沟煤矿决定建立1013首采面地表移动观测站，进行该工作面地表移动的观测和研究工作。 1013首采面地表移动观测与研究的主要内容： (1)掌握地质采矿条件与地表移动与变形的关系； (2)获得厚松散层、综采条件下地表移动与变形的分布规律； (3)确定首采面地质采矿条件下的角量参数、动态参数和预计参数。 通过对首采面地表移动观测站的研究，为五沟煤矿保护煤柱留设、征地、迁村和实现煤矿安全生产等提供科学依据，并进一步探求厚松散层条件下的地表移动规律，丰富和发展我国“三下”采煤技术。 1 1013首采工作面地质采矿条件 1013工作面倾向长1000m，走向宽150m，面积约15万m2，平均采深为385m，平均倾角10o，该工作面10煤层厚度在0~5.5m之间，平均3.1m。采用走向长壁垮落采煤法，综合机械化采煤。本工作面掘进水文地质条件较复杂，本区有“四含”水，其中四含岩性复杂，泥质含量高，渗透性差，补给条件较差，直接覆盖在煤系地层之上，而与上覆一、二、三含水层无直接水力联系。该工作面老顶为泥岩、粉细砂岩，岩性和厚度变化大。直接顶工作面外段为中厚层灰白色中、细粒砂岩，厚度为6.4~10m；中段为灰色~浅灰色粉砂岩，一般厚度为3.7m；里段直接顶板则为深灰色~灰黑色块状泥岩，含炭质，厚度为2.5m。直接底板岩性变化不大，岩性为粉、细砂岩或粉细砂岩互层。上部松散层厚度为270m左右。
地表移动观测站设计-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1
地表移动观测站设计作业 一、设站目的： 某矿6200工作面西部、西南部有后鲍店村、中鲍店村。为研究地下开采对村庄的影响及地表移动变形规律和参数，拟在该矿6200工作面设置地表移动观测站，进行地表移动观测，通过观测获得地表移动动态参数和角值参数，同时，监测地下开采对建筑物的影响。 二、设站地区地质采矿概况： 6200工作面位于六采区东北部，是该采区设计开采2层煤的第一个工作面，北部、东部分别为3煤的一采区1308、1310、1312采空区和二采区2310、2311、2312采空区及未开采区域，南部、西部尚未开采。6200工作面基本沿走向布置，为刀把型，倾向长为623～820m，走向宽为46～129m，煤层厚度～ m，平均，煤层倾角4～19/6°，第四系平均厚度。工作面标高为-233～-303m。2煤与下伏3煤的层间距一般为21m。 6200工作面上方地表地势平坦，标高为43m左右，冻土深度。 三、地表移动参数： 根据现场实测，求得本区域实测地表移动参数为： 走向移动角δ=750，上山移动角γ=750，下山移动角β=α，表土移动角φ=450，充分采动角ψ1=ψ2=ψ3=550，最下沉角θ=α 平均采深 H=（-233-303）=-268m，煤层平均倾角α
四、地表移动观测线位置、长度确定： 采空区走向长度超过~0H （0H 为平均采深），地表走向方向达到 充分采动；倾向方向小于~0H ，地表倾向方向为非充分采动。 1、走向观测线位置确定： 由于倾向充分采动，走向观测线由最大下沉角θ=α或充分采动角ψ1=ψ2=550确定 2、全走向观测线长度确定： m 439)cot()2(H cot 2AB 0=+?--+=l h h δδ? l 为走向工作面长度，m 3、倾向观测线位置确定： 由于走向非充分采动，倾斜主断面位于采空区中央 4、半倾向观测线长度确定： 384cos 2 L )cot(h cot h CD 1=+?--+=αββ?）（H 五、确定观测点间距、测点编号： 根据国内对开采沉陷的大量研究，一般根据开采深度确定观测点密度，该矿区平均采深在200~300m ，所以观测点间距为20m 。 在倾斜观测线上自下山向上山方向顺序增加，分别为B0-B19，在走向观测线上按工作面推进方向顺序增加，分别为A0-A11。
岩层及地表移动的各种参数（08-12-2修订） 通过地表移动观测确定地表移动参数： 边界角：在充分采动或接近充分采动条件下，地表移动盆地主断面上盆地边界点（下沉值为10mm）至采空区边界的连线与水平线在煤柱一侧的夹角。考虑松散层时，还要根据松散层移动角确定。 移动角：在充分采动或接近充分采动条件下，地表移动盆地主断面上三个临界变形值中最外边的一个临界变形值点至采空区边界的连线与水平线在煤柱一侧的夹角。考虑松散层时，还要根据松散层移动角确定。 三个临界变形值为：倾斜变形3mm/m；水平变形2mm/m；曲率变形0.2mm/m2。 裂缝角：在充分采动或接近充分采动条件下，地表移动盆地内最外侧的地表裂缝至采空区边界的连线与水平线在煤柱一侧的夹角。 充分采动角：在充分采动条件下，地表移动盆地平地边缘点至采空区边界连线与煤层在采空区一侧的夹角。 以上各角又都分为上山、下山和走向三角。 最大下沉角：非充分采动时，地表移动盆地中心区的最大下沉点至采空区中心点的连线与水平线在下山方向的夹角。充分采动
时，在松散层不厚情况下，可依据上下山充分采动角作两直线，其交点至采空区中点连线与水平线在下山一侧的夹角。 开采影响传播角：充分采动时，倾向主断面上地表最大下沉值与该点水平移动值的比值的反正切值。 关于最大下沉角和开采影响传播角，有些书和文章不加区分，其实从以上《规程》中的定义来看，一个通过作图得到，一个通过计算得到，二者从数值上是很可能不同的。 地表移动计算参数： 下沉系数：充分采动时，地表最大下沉值与煤层法线采厚在铅垂方向投影长度的比值。 水平移动系数：充分采动时，走向主断面上地表最大水平移动值与地表最大下沉值的比值。 主要影响角正切：走向主断面上走向边界采深与其主要影响半径之比。在概率积分法预计时，不用边界角、移动角和裂缝角作为预计参数而一般采用主要影响角正切作为预计参数。 注意：主要影响角与下山移动角是不同的概念。 拐点偏距：下沉曲线的几何拐点与煤壁在水平方向上的偏离距离（偏向采空区）。 对于以上计算参数，《规程》给出了根据地表移动观测站数据计算的方法。对于缺少实际观测资料的矿区，可采用覆岩综合评价系数P及地质、开采技术条件来确定地表移动计算参数（见《规程》）。《规程》还给出了煤层群条件下，如果下层煤开采的影
第一章地表移动和变形规律 第一节开采引起的岩层和地表移动 一、开采引起的岩层移动和破坏 （一）岩层移动和破坏过程 在地下煤层被采出前，岩体在地应力场作用下处于相对平衡状态。当部分煤层被采出后，在岩体内部形成一个采空区，其周围岩体应力平衡状态受到破坏，引起应力重新分布，从而使岩体产生移动、变形和破坏，直至达到新的平衡。随着工作面的推进，这一过程不断重复。这是十分复杂的物理、力学变化过程，也是岩层产生移动和破坏过程，这一过程和现象称为岩层移动（Strata Movement）。 为了便于理解，以近水平煤层开采为例，说明岩层移动和破坏过程和应力状态的变化。当地下煤层开采后，采空区直接顶板岩层在自重应力及上覆岩层重力的作用下，产生向下的移动和弯曲。当其内部应力超过岩层的应力强度时，直接顶板首先断裂、破碎，相继冒落，而老顶岩层则以梁、板的形式沿层面法向方向移动、弯曲，进而产生断裂、离层。随着工作面向前推进，受到采动影响的岩层范围不断扩大。当开采范围足够大时，岩层移动发展到地表，在地表形成一个比采空区范围大得多的下沉盆地，如图1-1所示。 由于岩层移动和破坏的结果，使采空区周围应力重新分布，形成增压区（支承压力区）和减压区（卸载压力区）。在采空区边界煤柱及其边界上、下方的岩层内形成支承压力区，其最大压力为原岩应力场的3～4倍。由于支承压力的作用，使该区煤柱和岩层被压缩，有时被压碎，煤层被挤向采空区。如图1-2所示。由于增压的结果，使煤柱部分被压碎，支承载荷的能力减弱，于是支承压力峰值区向煤壁深处转移。在回采工作面的顶、底板岩层内形成减压区，其应力小于采前的正常压力。由于减压的结果，使下部岩层发生弹性恢复变形。上部岩体由于受下部岩体移向采空区的结果，可能在顶板岩层内形成离层，而底板岩层在采空区范围内卸压，在煤柱范围内增压，两种压力作用的结果，可能出现采空区地板向采空区隆起的现象。 （二）岩层移动和破坏的形式 在岩层移动过程中，采空区周围岩层的移动和破坏形式主要有以下几种：1．弯曲 弯曲是岩层移动的主要形式。当地下煤层被开采后，从直接顶板开始岩层整体沿层面法线方向弯曲，直到地表。此时，有的岩层可能会出现断裂或大小不一的裂隙，但不产生脱落，保持层状结构。 2．垮落 垮落（又称冒落）这是岩层移动过程中最剧烈的形式，通常只发生在采空区直接顶板岩层中。当煤层采出后，采空区附近上方岩层弯曲而产生拉伸变形。当拉伸变形超过岩层的允许抗拉强度时，岩层破碎成大小不一的岩块，无规律地充填在采空区，此时，岩体体积增大，岩层不再保持其原有的层状结构。 3．煤的挤出 采空区边界煤层在上覆岩层强大的压力作用下，部分煤体被压碎挤向采空区，这种现象称为煤的挤出（又称片帮）。由于增压区的存在，煤层顶底板岩层
地表移动变形观测数据处理程序（SODP 3.0.0） 使用说明 二〇一七年一月
目录 1简介 (2) 2配置及启动 (2) 2.1配置SODP (3) 2.2启动SODP (3) 3实测数据处理 (4) 3.1工程数据导入 (4) 3.2测线数据导入 (6) 3.3超前距（角） (8) 3.4滞后距（角） (9) 3.5边界角 (10) 3.6移动角 (11) 3.7沉降持续时间 (12) 3.8移动变形最大值 (13) 3.9绘制移动变形曲线图 (13) 4预计参数反演 (15) 4.1工程数据导入 (15) 4.2求参项目数据导入 (15) 4.3数据预处理 (17) 4.4求参数 (18) 4.5求参结果 (19) 5开采变形预计 (21) 5.1工程数据导入 (21) 5.2预计项目数据导入 (21) 5.3预计方法 (23) 5.4数据预处理 (24) 5.5预计计算 (25) 5.6预计结果 (26) 6附录 (28) 6.1沉降实测数据文件格式 (28) 6.2水平移动实测数据文件格式 (29)
1简介 对地表移动变形监测站测得的数据进行处理分析，获得移动盆地主断面内的各种角量参数及最适合于该区域的移动变形预计模型参数，是研究地下开采引起的地表移动变形规律的核心内容。分析地表移动变形实测数据对开采沉陷的理论研究和生产实践都有重要的意义。利用主断面内的角量参数可以科学地确定建筑物保护煤柱的留设范围；利用合理的预计参数可以准确地对地表移动变形进行预测，预测的结果可以定量地研究受开采影响的岩层与地表移动在时间上和 空间上的分布规律。另外，预测结果还常被用来判别建筑物是否受开采影响和受开采影响的程度，作为受影响建筑物进行维修、加固或就地重建或采取地下开采措施的依据；还可以根据预测结果全面掌握矿区土地的塌陷情况，包括塌陷面积、塌陷深度，以便开展矿区土地复垦，保护矿区生态环境等。 本软件采用C#及C语言，基于https://www.doczj.com/doc/097116126.html,平台二次开发完成，可运行于AutoCAD2006及以上的版本。主要实现矿区地表移动变形实测数据处理分析、概率积分法最优参数反演及地表移动变形预计等功能。 2配置及启动 为了本软件能够良好运行，在使用本软件前，请确定已经安装了
第二章 采动地表移动变形预计 重点：①预计理论体系概况； ②概率积分法。基本含义、基本概念、应用条件、应用方法、分布规律、特征值的确定方法，极值公式及计算、按特征值绘制移动变形分布图。 ③半无限开采及半无限叠加方法； ④地表任一点移动变形预计方法； ⑤动态移动变形与静态方法的区别及其评价方法。 2.1 地表移动和变形预计理论方法概述 开采沉陷损害预计理论，可以概括为影响函数方法，理论模型方法，经验方法三大类型。 2.1.1 影响函数方法 ①国内外学者及理论应用情况； ②假定开采单元矿层dv,其水平投影面积为dp,单元矿层开采引起地表点A 的下沉表达式为：dp s f m dw a )(η= （2-1） ③影响函数的可叠加性； 根据影响函数的叠加原理，对于开采范围为P 的矿层开采引起地表点A 的下沉量的通式表示为： ??=P a dp s f m w )(η （2-9） 2.1.2 经验方法 ①前苏联应用的负指数函数方法；②英国煤田方法（NCB.1975）；③波兰学者Z.Kowalczyk (1972)积分网格法；④中国学者何国清提出的威布尔分布法；⑤各矿区通过观测曲线拟合得出的适用本矿区的典型剖面曲线法等。 2.1.3 理论模型方法 属于理论模型方法是建立在力学模型上的，以及建立在弹性或塑性理论基础上的计算方法。在这方面主要有以A.Salstowicz （1958）等为代表的固体力学理论；J.Litwiniszy （1963）等为代表的随机介质理论。建立在弹性或塑性理论基础上的计算方法如：有限单元法（FEM ）；边界元法（BEM ）；离散元(DEM)等方法；非线性力学（Nonlinear ）等方法。 目前应用情况简介 2.2 概率积分法（重点） 目前已成为我国乃至世界范围较为成熟、应用最广泛的预计方法之一。 2.2.1 水平成层介质中的单元盆地 开采沉陷的随机性→随机介质理论为基础 ①非连续介质单元模型，②单元相互分离并发生相对运动。 如图2.1在三维问题中，地下（x 0, y 0, z 0）处开采使地表点A(x, y, z )附近某一小块面积ds 发生下沉这一事件的概率为： ds z y x ds P ),,()(δ= （2-10）
InSAR在地表变形监测中的应用 InSAR在地表变形监测中的应用一、概述近年来地震、火山、滑坡和地面沉降等地质灾害越来越严重地威胁着人类的生存空间，针对这种灾害而发展起来的地表形变监测和测量技术就显得尤为重要。20世纪70年代后期，空间影像雷达在遥感中开始扮演重要角色。1978年美国国家航空与航天局(NASA)发射了第一颗用于观测地球表面的SEASAT卫星。而后发现，合成孔径雷达(SAR)可以广泛地用于研究陆地、冰川和海洋、于空间影像雷达使用微波信号(厘米至分米波段)很少受气象条件及是否有太阳照射影响，可以在任何时候获取全球表面信息，因此非常适用于地表面监测工作。侧视成像、脉冲压缩技术及合成孔径技术的综合应用，可以保证空间影像雷达获得几米到几十米精度的地面几何分辨率。
InSAR英文全称为Interferometric SyntheticAperture Radar,InSAR，中文含义为“合成孔径雷达干涉技术”，是一种使用微波探测地表目标的主动式成像传感器，InSAR传感器可以通过记载或星载的方式对地球表面成像，于航天技术的发展，商用卫星的InSAR系统已投入应用，并不断地趋于完善，使该项技术被认为是前所未有的新的空间观测技术。研究表明：其能够生成大规模的数字高程模型(Digital Elevation Model，DEM)，InSAR用于差分模式(D-InSAR)能以cm级甚至毫米级精度在大的时间与空间尺度上探测到地球表面位移，并已应用于地震与火山研究、冰川运动监测、地球构造运动研究、地面沉降监测等领域。Goldstein等人应用欧洲遥感卫星(或称地球资源卫星)ERS-1间隔6d的数据在没有地面控制点情况下直接测定冰川速率。Massonnet等人首先利用ERS-1资料计算出1992年美国Landers 地震的同震位移，获得的地面至卫星方
1概述 济三煤矿123上04工作面位于工业广场的北部，幸福河与济东公路在工作面南部穿过，工作面上方地表还有秦庄、前卓庙、后卓庙、及金桥集团，其余大部分为农田及其附属设施，观测站的布设届时可根据地面实际情况作调整。 本次观测站位于１2３上04工作面(十二采区中部）的正上方,地势平坦,另外该工作面为十二采区首采工作面,受外界影响因素相对较少。 本工作面所采煤层为山西组煤3上，地质构造较简单，大部分煤厚在１.４m以上,最大厚度2.2m，平均厚１．72m,倾角0°～12°,平均为3°。 煤３上底板为泥岩、中砂岩及粉细砂岩互层,煤３上顶板为粉砂岩及细粉砂岩互层、粉砂岩;泥岩硬度系数ｆ=２～4，粉砂岩、细砂岩及细粉砂岩互层硬度系数f＝4～6,中砂岩硬度系数为8～10。 工作面回采过程中预计出现顶板淋水及采空区涌水，以采空区涌水为主。预计１２３上0４工作面最大涌水量200m３／h,正常涌水量60～１0０m3/ｈ。 ２建立观测站的目的和意义 建立地表移动观测站实测研究是开采沉陷规律研究的最可靠手段。本工作面已经进入了秦庄、前卓庙、后卓庙及金桥集团保护煤柱,属于建筑物下采煤范
畴，另外工作面回采引起的地表移动将会对济东公路、幸福河及河堤造成影响；根据有关规程也必须设立地表移动观测站。因此,在工作面上方建立地表移动变形观测站的主要目的有: (１)由于本矿煤3上采用综合机械化开采技术,设置观测站的目的主要是为了取得本地区因地下煤层开采后,采动地表的移动、变形及破坏规律,包括各种移动角、边界角、移动与变形预计参数,并为进行矿区总体规划、环境评价和矿井设计时，对于建筑物、水体、铁路及主要井巷的压煤开采论证提供评价依据; （2）为安全合理的留设保安煤柱提供技术参数,也为安全合理开采保安煤柱提供理论依据； (3）为开展建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱的开采提供变形预计方法，以便在进行“三下”采煤时，为合理布设工作面和选定开采顺序、制订建(构）筑物及河堤加固保护措施提供依据； （4）由于综合机械化开采地表沉陷变形的特殊规律，为了寻求在观测站布设方法、观测手段、研究内容及分析方法等方面的合理性。 ３观测站工作内容 地表移动变形观测站的基本工作内容可归纳如下： （１）地表变形观测站设计; （2）地表观测站实地布设; （３)地表移动观测(包括联测、首次全面观测、重复水准测量、最终全面测量等)； （4)数据处理与分析;
基坑降水及地面沉降变形计算 ------------------------------------------------------------------- 计算项目: 降水计算 1 ------------------------------------------------------------------- [原始条件]： 计算模型: 潜水完整井;基坑远离边界 水位降深 7.500(m) 过滤器半径 0.375(m) 水头高度 8.500(m) 渗透系数 35.000(m/d) 单井出水量 360.000(m3/d) 沉降计算经验系数 1.000 ---------------------------------------- 沉降影响深度内土层数：3 场区内丰水季节地下水埋深: 5.000(m) 层号层厚度(m) Es(MPa) 1 4.000 5.000 2 8.000 28.000 3 5.000 35.000 ---------------------------------------- 基坑轮廓线定位点数：8 定位点号坐标x(m) 坐标y(m) 1 420.578 357.129 2 515.742 355.441 3 519.539 571.531 4 411.469 573.148 5 409.758 474.531 6 414.883 461.809 7 414.141 427.301 8 418.703 400.180 ---------------------------------------- 降水井点数：27个（各井间距22.0米） 井点号坐标x(m) 坐标y(m) 抽水量(m3/d) 1 516.724 354.423 360.000 2 517.150 378.656 360.000 3 517.576 402.888 360.000
《变形监测与灾害预测》教学大纲 课程编号：050614 总学时：28+4 总学分：2 课程性质：必修 适用专业及层次：测绘工程本科 相关课程：测量学基础、工程测量学基础、大地测量学基础 教材：《变形监测技术及应用》伊晓东等编著，黄河水利出版社，2007年 推荐参考书：《矿山开采沉陷学》何国清等编著，中国矿业大学出版 一、课程性质、目的与任务 本课程是测绘工程类专业特色课程之一，本课程的任务与目的是使学生从理论和应用研究角度，掌握地表变形基本规律，地表移动与变形的监测技术，地表沉陷预计方法和地表沉陷灾害防治与预报。 二、课程内容与要求 第一章地表移动与变形规律 1.了解地下开采引起覆岩变形与破坏的形式，掌握其变形机理。 2.了解地表移动盆地的形成，掌握地表移动盆地的描述参数及其特征。 3.掌握地表变形曲线类型及地表变形规律。 4.了解地表变形与地质采矿条件的关系。 第二章地表移动与变形的观测 1.了解观测站的类型，掌握观测站的设计原则与方法。 2.了解观测站的设置要求。 3.掌握地表移动的观测工作和数据处理方法。 4.了解岩层内部、立井变形监测技术。 第三章地表移动与变形的预计 1.了解地表移动与变形的预计方法。 2.了解概率积分法原理，掌握其计算方法。 3.掌握地表变形预计参数的求取方法。 第四章地表变形灾害防治与预报 1.了解地表变形灾害防治技术的种类。 2.了解建筑物下、水体下、铁路与公路下开采技术。 3.了解复杂开采条件下地表变形灾害的发生机理。 4.了解地表沉陷灾害预报方法。 三、课程学时分配
四、主要教学方法 采用启发、举例等课堂授课方法，掌握地表移动与变形的预计过程。 五、课程考核方式及成绩评定 考核方式：考试 成绩评定：平时成绩占30%，期末成绩占70%。